Experimente zur Herstellung von Nb3Sn, Nb3Ge und Nb3Si durch Ionenimplantation

Söder, J. M.

Book/Report

FZJ-2018-01102

Experimente zur Herstellung von Nb3Sn, Nb3Ge und Nb3Si durch Ionenimplantation

Söder, J. M. (Corresponding author)FZJ*

1974
Kernforschungsanlage Jülich, Verlag Jülich

Jülich : Kernforschungsanlage Jülich, Verlag, Berichte der Kernforschungsanlage Jülich 1474, 58 p. (1974)

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/17031

Report No.: Juel-1474

Abstract: Durch Implantation von Sn -Ionen in Nb-Filme (1500 $\mathring{A}$ Dicke) konnten nach anschließendem Tempern Nb$_{3}$ Sn-Filme (T$_{c}$ = 17,8 K) hergestellt werden. Die Temperatur, die zur Bildung der A15-Phase in den implantierten Filmen benötigt wurde, liegt etwa 100$^\circ$C höher als in Nb-Sn Sandwich-Filmen. Diese Sandwich-Filme wurden durch Aufdampfen einer Sn-Schicht auf den Nb-Film bei Zimmertemperatur und einer anschließenden Temperaturbehandlung hergestellt. Die Unterschiede beim Tempern wurden auf die bei der Implantation der Sn$^{+}$-Ionen erzeugten Gitterdefekte zurückgeführt. Mit Mößbauer-Effekt-Messungen an $^{119}$Sn konnten die einzelnen Nb-Sn-Verbindungen, die sich bei den verschiedenen Temperbedingungen gebildet hatten, analysiert werden. Dabei zeigte sich,daß bei der Implantation durch die hohe lokale "Temperatur" der zur Ruhe kommenden Sn-Atome sich die A15-Phase Nb$_{3}$Sn bereits teilweise in den ungetemperten Filmen ausbilden kann. Allerdings ist die Kettenlänge kurz und ungeordnet, so daß die zugehörigen T$_{c}$-Werte niedrig sind. Erst bei hoher Temperatur (925$^\circ$ C) ordnet sich die Kettenstruktur derart, daß hohe Übergangstemperaturen von fast 18 K erhalten werden. Im Gegensatz dazu war es mit Ionenimplantation nicht möglich, A15-Phasen von Nb$_{3}$Ge und Nb$_{3}$Si mit hohen Übergangstemperaturen zur Supraleitung herzustellen, obwohl im Fall Nb-Ge als zusätzlicher Parameter auch die Targettemperatur variiert wurde. Durch die hohe Energie der ankommenden Ionen bilden sich wahrscheinlich andere nicht identifizierte Nb-Ge bzw. Nb-Si Phasen aus, die bei hohen Temperaturen stabil sind und sich durch anschließendes Tempern nicht in Nb$_{3}$Ge bzw. Nb$_{3}$Si überführen ließen.

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